Naukowcy próbują zrozumieć niewidzialną i hipotetyczną „ciemną materię” - rzeczy, które znamy, na podstawie ich grawitacyjnego wpływu na materię, którą my mogą widzieć. Ale nowe badanie przewiduje, że galaktyki takie jak nasza Droga Mleczna również zawierają dysk ciemnej materii. Korzystając z wyników symulacji superkomputera, naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu i University of Central Lancashire twierdzą, że jeśli ciemna materia faktycznie znajduje się jako dysk w galaktyce, może umożliwić fizykom bezpośrednie wykrycie i identyfikację natury ciemnej materii pierwszy raz.
Fizycy uważają, że ciemna materia stanowi 22% masy Wszechświata (w porównaniu z 4% normalnej materii i 74% stanowi tajemniczą „ciemną energię”). Jednak pomimo wszechobecnego wpływu nikt nie jest pewien, z czego składa się ciemna materia.
Ta „standardowa” teoria ciemnej materii opiera się na symulacjach superkomputera, które modelują wpływ grawitacyjny samej ciemnej materii. Nowa praca obejmuje grawitacyjny wpływ gwiazd i gazu, które również tworzą naszą Galaktykę.
Uważa się, że gwiazdy i gaz osadziły się na dyskach bardzo wcześnie w życiu Wszechświata, co wpłynęło na to, jak powstały mniejsze aureole ciemnej materii. Wyniki zespołu sugerują, że większość brył ciemnej materii w naszej okolicy połączyło się, tworząc halo wokół Drogi Mlecznej. Ale największe grudki zostały preferencyjnie przeciągnięte w kierunku dysku galaktycznego, a następnie rozerwane, tworząc dysk ciemnej materii w naszej Galaktyce.
„Ciemny dysk ma tylko około połowę gęstości halo ciemnej materii, dlatego nikt go wcześniej nie zauważył” - powiedział główny autor Justin Read. „Jednak pomimo niskiej gęstości, jeśli dysk istnieje, ma on dramatyczne implikacje w wykrywaniu ciemnej materii na Ziemi”.
Ziemia i Słońce poruszają się z prędkością około 220 kilometrów na sekundę wzdłuż prawie okrągłej orbity wokół centrum naszej Galaktyki. Ponieważ halo ciemnej materii nie obraca się, z ziemskiej perspektywy wydaje się, że mamy „wiatr” ciemnej materii płynącej w naszym kierunku z dużą prędkością. W przeciwieństwie do tego, „wiatr” z ciemnego dysku jest znacznie wolniejszy niż z halo, ponieważ dysk obraca się razem z Ziemią.
„To jak siedzieć w samochodzie na autostradzie i poruszać się z prędkością stu kilometrów na godzinę” - powiedział członek zespołu dr Victor Debattista. „Wydaje się, że wszystkie inne samochody są nieruchome, ponieważ poruszają się z tą samą prędkością”
Zespół naukowców twierdzi, że ta ilość wolno poruszających się cząstek ciemnej materii może być prawdziwym dobrodziejstwem dla badaczy, ponieważ bardziej prawdopodobne jest, że wzbudzą reakcję detektorów ciemnej materii niż szybko poruszających się cząstek. „Obecne detektory nie potrafią odróżnić tych wolno poruszających się cząstek od innych„ szumów ”tła - powiedziała prof. Laura Baudis, współpracowniczka z Uniwersytetu w Zurychu i jeden z głównych badaczy eksperymentu bezpośredniego wykrywania XENON, który jest znajduje się w podziemnym laboratorium Gran Sasso we Włoszech. „Ale detektor XENON100, który właśnie włączamy, jest znacznie bardziej czuły. Dla wielu popularnych kandydatów na ciemną materię będzie w stanie coś zobaczyć, jeśli tam będzie
Jeśli tak, to możliwe, że ciemny dysk zostanie bezpośrednio wykryty w najbliższej przyszłości.
Źródła: miesięczne notatki, Royal Astronomical Society
